Разработка методов интенсификации процессов первичной перегонки углеводородного сырья

• Автор: Пикалов, Илья Сергеевич
• Шифр специальности: 05.17.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 150 с. : ил.

Содержание

ВВЕДЕНИЕ . .

1. СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ И ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССОВ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ.

1.1. Фракционный состав и методы его определения и представления

1.2. Принципы технологического расчета ректификационных аппаратов л.

1.3. Способы оптимизации режима перегонки углеводородного сырья

1.4. Смешение нефтей и газовых конденсатов.

1.5. Интенсификация первичной перегонки углеводородного сырья

Выводы к главе 1..

2. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ФРАКЦИОНИРОВАНИЯ ИНДИВИДУАЛ ЫЮГО И СМЕСЕВОГО УГЛЕВОДОРОДНОГО СЫРЬЯ
2.1. Метод интенсификации первичной перегонки i о сырья за счет рационального смешения его компонентов
2.2. Метод интенсификации первичной перегонки индивидуального сырья за счет его внутреннего потенциала .
2.3. Расчет погрешности эксперимента .
Выводы К ГЛАВЕ 2.
3. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ОПТИМИЗАЦИИ ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ПАРАМЕТРОВ РЕКТИФИКАЦИИ НА ОСНОВЕ ЭКОНОМИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ
3.1. Техникоэкономический подход к оптимизации параметров первичной перегонки нл стадии проектирования
3.2. техникоэкономический подход к оптимизации параметров первичной перегонки
нл стадии эксплуатации установки.
Выводы к главе 3
4. ВЛИЯНИЕ ГЛУБИНЫ ОТБОРА РЕКТИФИКАТА В ОТБЕНЗИНИВАЮЦЕЙ КОЛОННЕ НА МАТЕРИАЛЬНЫЙ БАЛАНС УСТАНОВКИ ПЕРВИЧНОЙ ПЕРЕГОНКИ
Выводы К ГЛАВЕ 4
5. ТЕХНИЧЕСКИЕ РЕШЕНИЯ ПО ОПТИМИЗАЦИИ ДВУХКОЛОННОЙ СХЕМЫ ДЛЯ РАБОТЫ НА ДВУХ СИЛЬНО ОТЛИЧАЮЩИХСЯ ВИДАХ СЫРЬЯ
5.1. Анализ особенностей фракционного состава перерабатываемого сырья.
5.2. Технология интенсификации переработки индивидуального сырья нл двухколонной установке.
5.3. Определение оптимального состава смесевого сырья при совместной перегонке оренбургской и тихорецкой нефтей.
5.4. Расчет экономического эффекта от реализации принятых решений.
Выводы к главе 5. .
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ .
ЛИТЕРАТУРА


Анализ процесса ректификации нефтяных фракций показывает, что основными компонентами, загрязняющими дистиллят и остаток, являются компоненты, имеющие температуры кипения близкие к характеристической температуре деления смеси (средняя температура налегания соседних фракций): доля остальных загрязняющих компонентов падает по мере удаления температуры их кипения от характеристической температуры. Таким образом, трудность разделения исходной смеси будет определяться характером кривой ИТК и долей отбора фракций. Чем больше угол наклона кривой ИТК и больше доля отбора фракций, тем легче разделять смесь. Итак, чем уже фракции, тем труднее их выделить из смеси [6]. Существенное влияние на четкость разделения оказывают также число тарелок в колонне (число теоретических тарелок и эффективность реальных тарелок), флегмовые и паровые числа, определение которых и является основной задачей технологического расчета процесса ректификации. Так как углеводородное сырьё, такое как нефть или газовый конденсат, относится к непрерывным смесям, для технологического расчета на практике по. ИТК с выделением узких гипотетических компонентов. В практике расчетов процесса ректификации принято определять идеальные условия разделения. Так для определения минимального количества элементарных ступеней контакта выбирают режим с бесконечным орошением, а для определения минимального флегмового числа - режим с минимальным орошением [9]. На рисунке 1. И (число теоретических тарелок). Для заданной четкости разделения по уравнениям Фенске и Андервуда определяют минимальные значения КЛ1гп и N„,1,, (на рисунке 1. Физический смысл минимальных значений заключается в том, что разделение углеводородной смеси с заданной четкостью разделения невозможно, если N или Я меньше Н™ И Яп,іп соответственно. Рисунок 1. На рисунке изображена кривая взаимосвязи оптимальных параметров ректификации (опт). Если значения параметров N и R совпадают с кривой оптимальности, то разделяющая способность такой ректификационной колонны будет обеспечивать заданную четкость разделения смеси. Если параметры ректификации попадают в зону I (рисунок 1. Если определяющие параметры процесса ректификации находятся в области II, то четкость деления смеси выше заданной, что обуславливает излишние затрат ы на разделение смеси. Так как точный расчет процесса ректификации непрерывной смеси с термодинамической точки зрения невозможен, то определение параметров оптимальной перегонки (оптимизация) осуществлялось различными способами на основе идеальных условий ректификации (Rmjn и Nmin). Существующий подход к процессу первичной перегонки не рассматривает возможность изменения положения самой кривой оптимальности до такой степени, при которой рабочие параметры стали бы оптимальными. Такое регулирование процесса ректификации воздействует не на параметры работы аппарата, а на состав перерабатываемого сырья. Исследование предложенного подхода к ректификации может способствовать оптимизации переработки углеводородного сырья переменного фракционного состава. В результате многолетних работ по определению оптимального режима фракционирования в ректификационных колоннах накопилось множество рекомендаций, научных публикаций, и патентных разработок по определению определяющих параметров процесса. Полученные по результатам лабораторных исследований зависимости обобщались методами физико-математического моделирования [-]. Все это позволило выявить ряд «узких мест» в технологии производства и перейти к более качественному проектированию установок перегонки смесей нефтяного происхождения []. В настоящее время известно значительное количество методов расчета основных параметров ректификации, которые отличаются различными упрощающими допущениями [-]. В литературе имеются сведения о применимости того или иного метода для расчета ректификационных колонн, разделяющих смеси нефтяного происхождения [—]. В некоторых из этих работ выполнена оценка методов расчета числа теоретических тарелок ректификационных колонн. Определение других параметров многокомпонентной ректификации, например, минимальных и оптимальных флегмовых чисел в этих работах подробно не рассмотрено. Для решения проблемы оптимальной перегонки важно сформулировать критерий оптимальности. В первых попытках исследователи в качестве критерия оптимальности использовали различные технологические функции, выбираемые на основе интуитивных соображений.